林巾雄 趙華軍 劉倫銘
乳腺癌是常見的惡性腫瘤,是造成女性死亡的第二大癌癥[1],目前以手術(shù)、化療、放療及內(nèi)分泌治療為主。氟維司群為乳腺癌內(nèi)分泌治療的一線用藥,長期用藥通常導(dǎo)致獲得性耐藥問題。因此,耐藥問題已成為治療腫瘤的一大障礙。有研究表明,中西醫(yī)結(jié)合能顯著提高治療效果,減少化療藥物所帶來的耐藥問題,減少放療、化療的副作用,延長患者生存期[2]。在氟維司群耐藥細(xì)胞中,EGFR 異常升高[3],而同時抑制EGFR 和c-ABL 能有效抑制氟維司群耐藥細(xì)胞的生長。研究表明,EGFR 可能是四逆湯一個潛在的作用靶點[4-5]。作為溫陽法的代表方,四逆湯藥理作用廣泛。眾多研究表明[6-7],四逆湯能夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,從而抑制細(xì)胞的增殖。因此,作者旨在探索四逆湯聯(lián)合伊馬替尼(c-Abl 抑制劑)能否有效抑制氟維司群耐藥細(xì)胞的生長及其誘導(dǎo)凋亡的作用。
1.1 細(xì)胞株來源 人乳腺癌T47D 細(xì)胞株購自中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心。
1.2 藥品與試劑 四逆湯組成藥物制附片、干姜、炙甘草,均購自浙江中醫(yī)藥大學(xué)杭州濱江中醫(yī)門診部。氟維司群(Fulvestrant)、伊馬替尼(Imatinib),美國Sigma-Aldrich 公司;新生牛血清,浙江天杭生物科技股份有限公司;DMEM/F12 培養(yǎng)基,美國Gibco 公司;青霉素、鏈霉素,生工生物工程有限公司;胰蛋白酶(Trypsin)(1 ∶250),美國Gibco 公司;碧云天BCA蛋白濃度測定試劑盒,上海碧云天生物技術(shù)有限公司;DMSO,美國Sigma 公司;Annexin Ⅴ/7-AAD 細(xì)胞凋亡檢測試劑盒,BD 公司;Bid(#1008-1)、Bcl-xl(#2764)、Bcl-2(#2870)、GAPDH(#5174)、β-tubulin(#2128)、HER2(#4290),美國Cell Signaling Technology 公司;PR(sc-538),美國Santa Cruz 公司;ER(#1115-1),美 國abcam 公 司;Horseradish peroxidase-conjugated secondary antibodies(二抗),Cell Signaling Technology公司;ECL 顯影液,BIO-RAD 公司。
1.3 方法 (1)MTT 法檢測細(xì)胞生長抑制實驗:取對數(shù)期生長的耐藥細(xì)胞T47D/Ful,調(diào)整細(xì)胞濃度,接種至96 孔板,每孔加入100μl 細(xì)胞懸液,并控制其細(xì)胞濃度為3000 個/孔,于37℃、5%CO2、飽和濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18h 至貼壁后,每孔加入10μl 藥物,設(shè)置系列給藥梯度(四逆湯:10mg、15mg、20mg,生藥25mg/ml,伊馬替尼:15μm、20μm),每個濃度設(shè)置4 個副孔,另外設(shè)置空白對照組,每孔加入10μl培養(yǎng)基,在37℃、5%CO2、飽和濕度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h 后,每孔加入20μl MTT 溶液,繼續(xù)放回培養(yǎng)箱中,4h 后每孔加入200μl 三聯(lián)液,將96 孔板放至外用37℃恒溫培養(yǎng)箱中作用18h 后,用Bio-Rad 酶標(biāo)儀在570nm 時測定吸光度OD 值,最后計算細(xì)胞的相對存活率以及相對抑制率。(2)聯(lián)合指數(shù)及等效線分析法:將MTT 法計算得到的細(xì)胞存活率以及對應(yīng)的藥物濃度用聯(lián)合用藥軟件CompuSyn 分析四逆湯與伊馬替尼聯(lián)合用藥的聯(lián)合指數(shù)(Combination Index,CI),并生成等效線圖。CI 指數(shù)定義如下:>1,拮抗作用;=1,疊加作用;<1,協(xié)同作用。(3)流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡:取對數(shù)期生長的氟維司群耐藥乳腺癌細(xì)胞T47D/Ful,消化、離心后,調(diào)整細(xì)胞濃度(8×105個細(xì)胞),接種至6cm 皿,18h 后至細(xì)胞貼壁,設(shè)置對照組、給藥組(伊馬替尼組:20μm,四逆湯組:25mg 生藥/ml,四逆湯、伊馬替尼聯(lián)合組),加入藥物作用48h 后,收集細(xì)胞,將收集后的細(xì)胞用1×Binding Buffer 重懸細(xì)胞,分別吸取100μl 細(xì)胞懸液至EP 管中,加入FITC-Annexin V 和7-AAD 避光各染10min。最后,用流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡。(4)Western Blot 檢測相關(guān)蛋白:取對數(shù)期生長的氟維司群耐藥乳腺癌細(xì)胞T47D/Ful 接種至6cm 皿(8×105個細(xì)胞),待細(xì)胞貼壁后,隨機分組為對照組、四逆湯組(生藥25mg/ml)、伊馬替尼組(20μM)、四逆湯聯(lián)合伊馬替尼組,在培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)48h,各組加入細(xì)胞裂解液,于冰上裂解30min,12000r/min、10min,收集上清液、按照碧云天BCA 蛋白濃度測定試劑盒測定蛋白濃度,接下來將處理后的蛋白上樣,用SDS-PAGE 分離目標(biāo)蛋白,然后用濕轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)至PVDF 膜,將封閉后的蛋白條帶用Bid、Bclxl、Bcl-2、GAPDH 等一抗孵育過夜,加入對應(yīng)的二抗溶液,孵育2h,ECL 顯影液顯影、化學(xué)發(fā)光儀曝光。
1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 22.0 統(tǒng)計方法。計量資料以()表示,各組間數(shù)據(jù)的比較采用t 檢驗,P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 T47D/Ful 耐藥細(xì)胞敏感性及相關(guān)蛋白質(zhì)表達(dá)的鑒定 本實驗中所用的氟維司群耐藥乳腺癌細(xì)胞T47D/Ful 由人乳腺癌細(xì)胞T47D 經(jīng)過氟維司群藥物壓力篩選,并采用0.5μm 氟維司群培養(yǎng)約1 年時間得到。作者在實驗展開前對其氟維司群敏感性以及相關(guān)蛋白表達(dá)進行鑒定。實驗結(jié)果顯示(見圖1),耐藥細(xì)胞T47D/Ful相較于親代細(xì)胞T47D,其對氟維司群的敏感性顯著降低,且耐藥細(xì)胞ER、PR 以及HER2 均為陰性表達(dá),表明本研究中所用的T47D/Ful 細(xì)胞具有氟維司群耐藥細(xì)胞ER、PR 以及HER2 均為陰性的特點,可用于后續(xù)的研究。
圖1 T47D/Ful對氟維司群敏感性及ER、PR和HER2蛋白表達(dá)鑒定(A:T47D/Ful耐藥細(xì)胞相較于親代細(xì)胞對氟維司群敏感性顯著下降。B:T47D/Ful耐藥細(xì)胞呈現(xiàn)ER、PR及HER2三陰性表達(dá))
2.2 四逆湯與伊馬替尼單獨用藥及聯(lián)合用藥對氟維司群耐藥細(xì)胞T47D/Ful 增殖的影響 實驗結(jié)果顯示(見圖2),四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能顯著抑制耐藥細(xì)胞T47D/Ful 的生長,圖3A 顯示,四逆湯生藥25mg/ml、伊馬替尼20μm 劑量下,具有最佳的聯(lián)合效果,且聯(lián)合用藥相較于單獨用藥具有顯著性差異;圖3B 顯示,在四逆湯生藥25mg/ml、伊馬替尼20μm 劑量下,具有最小的CI 值,CI<1,表明此劑量下具有最佳的協(xié)同效果。
圖2 四逆湯聯(lián)合伊馬替尼對耐藥細(xì)胞T47D/Ful的生長抑制作用(A:MTT法測定四逆湯和伊馬替尼對T47D/Ful細(xì)胞的生長抑制作用。B:聯(lián)合指數(shù)及等效線分析法顯示,四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能協(xié)同抑制耐藥細(xì)胞T47D/Ful的生長)
2.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測四逆湯與伊馬替尼作用后氟維司群耐藥細(xì)胞T47D/Ful 凋亡情況 流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡情況,實驗結(jié)果顯示(見圖3A、B),四逆湯及伊馬替尼單獨及聯(lián)合作用于T47D/Ful 細(xì)胞均能有效誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,而相較于單獨用藥,聯(lián)合用藥能更加顯著地誘導(dǎo)耐藥細(xì)胞凋亡。上述結(jié)果表明,聯(lián)合用藥能有效誘導(dǎo)氟維司群耐藥細(xì)胞T47D/Ful 凋亡。
2.4 Western Blot 檢測四逆湯與伊馬替尼作用后T47D/Ful 細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白 Western Blot 結(jié)果顯示(見圖3C),Bid 蛋白表達(dá)水平升高,Bcl-2、Bcl-xl 蛋白表達(dá)水平下降,表明四逆湯聯(lián)合Imatinib 抑制氟維司群耐藥細(xì)胞T47D/Ful 生長是通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡實現(xiàn)的。
圖3 四逆湯與伊馬替尼單獨、聯(lián)合作用對耐藥細(xì)胞T47D/Ful凋亡的影響及凋亡相關(guān)蛋白Bid、Bcl-xl、Bcl-2的表達(dá)情況(A、B:四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能顯著上調(diào)耐藥細(xì)胞T47D/Ful的凋亡比例。C:四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能顯著上調(diào)耐藥細(xì)胞Bid的表達(dá)、下調(diào)Bcl-2、Bcl-xl的表達(dá))
近些年來,隨著對中藥研究的深入,中藥在抗腫瘤方面日益展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。現(xiàn)代研究表明,四逆湯具有提高免疫功能、抑制腫瘤細(xì)胞生長、促進腫瘤細(xì)胞凋亡等作用[7]。作為一個ER 拮抗劑,氟維司群(Fulvestrant)在乳腺癌內(nèi)分泌治療中起著重要作用[8],然而在長時間的治療后,目前大部分患者均產(chǎn)生了耐藥性。而研究表明[9-10],氟維司群內(nèi)分泌治療失敗后,目前尚無有效方法治療氟維司群耐藥的乳腺癌。因此,尋找新的途徑治療氟維司群耐藥乳腺癌,是目前乳腺癌治療亟待解決的問題。
Liu 等[3]研究表明,用拉帕替尼(Lapatinib,EGFR 抑制劑)和伊馬替尼(Imatinib,c-Abl 抑制劑)能有效抑制氟維司群耐藥細(xì)胞FRBC 的生長,且FRBC細(xì)胞呈類三陰性性狀,即ER、PR 及HER2 均為陰性表達(dá)。因此,為了研究四逆湯聯(lián)合伊馬替尼是否也能抑制氟維司群耐藥細(xì)胞T47D/Ful 的生長,作者首先通過MTT 實驗、聯(lián)合指數(shù)及等效線分析法發(fā)現(xiàn)四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能協(xié)同抑制氟維司群耐藥細(xì)胞T47D/Ful 的生長。
隨后,作者對四逆湯聯(lián)合伊馬替尼抑制耐藥細(xì)胞T47D/Ful 生長的機制進行研究。發(fā)現(xiàn)四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能顯著誘導(dǎo)T47D/Ful 細(xì)胞凋亡比例的升高,且聯(lián)合用藥組相較于單獨用藥組具有顯著性差異,表明四逆湯聯(lián)合伊馬替尼的效果優(yōu)于單獨用藥。細(xì)胞凋亡是細(xì)胞程序性死亡的過程,其中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)凋亡主要是通過調(diào)節(jié)Bcl-2 家族中促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白的平衡、調(diào)節(jié)胞內(nèi)鈣離子濃度,從而介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。本實驗結(jié)果顯示,四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能顯著誘導(dǎo)促凋亡蛋白Bid 的表達(dá)、抑制抗凋亡蛋白Bcl-xl 和Bcl-2的表達(dá)。
本研究通過系列實驗,初步探究了四逆湯聯(lián)合伊馬替尼對氟維司群耐藥乳腺癌細(xì)胞T47D/Ful 的作用及機制,闡明了四逆湯聯(lián)合伊馬替尼能通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,從而協(xié)同抑制耐藥細(xì)胞T47D/Ful 的生長。這為臨床治療氟維司群耐藥乳腺癌提供了一種新的治療策略與思路,對于四逆湯聯(lián)合伊馬替尼抑制氟維司群耐藥細(xì)胞生長的作用是否存在其它調(diào)控機制,有待本課題組進一步研究。